Бессмертие

Бессмертие – заветное желание человечества. И с научной точки зрения оно не является априори несбыточным. Вопрос упирается в механизм старения: деградируют ли клетки сами по себе, накапливая "мусор", или это обусловлено генетически. В последнем случае "программа смерти" теоретически отключаема. Помогут ли черви нематоды нащупать "выключатель"?

Напомним, что все формы жизни сохраняют самовосстанавливающую среду на молекулярном уровне. Однако со временем она перестаёт поддерживаться, и происходит повреждение клеточных структур, называемое оксидативным стрессом.

Последние полвека учёные пытались понять, за счёт чего происходит "смена режима" и в организме повышается выработка активных форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.

Исследования метаболизма нематод показали, что при снижении уровня окисления срок жизни круглых червей-паразитов увеличивается. В некоторых экспериментах – почти в два раза по сравнению со "стандартом".

"Звёздами танцпола" области исследования "генов старения" являются нематоды Caenorhabditis elegans (фото с сайта basis.ncl.ac.uk).

А с помощью анализа ДНК удалось выяснить, что старению сопутствуют какие-то изменения на генетическом уровне. Например, у мышей был локализован ген p16INK4a, способный влиять на регенерацию, – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.

Проблема в том, что привязать нарушения метаболизма к каким-то конкретным механизмам, случайным или генетически обусловленным, достаточно проблематично. "В таких случаях очень сложно сказать, где причина, а где следствие", — поясняет биохимик Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).

Имеется в виду, что все вышеописанные негативные процессы на молекулярном уровне могут сопровождать старение, а не вызывать его.

В ходе ряда исследований уже удавалось установить, что изменения в экспрессии некоторых генов (то есть в их активности) могут повлиять на срок службы организма. Однако уверенности в том, что именно эти участки ДНК ответственны за "настоящее" старение, не было.

У всех животных репродуктивный возраст ограничен, а с ним – и жизненный цикл. Изменчивость необходима для успешного развития и реагирования на эволюционные вызовы. Будь сине-зелёные водоросли бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).

И вот теперь молекулярные биологи из Стэнфорда под руководством Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им впервые удалось добыть прямые свидетельства существования генетических "программ старения". Отчёт об этой работе опубликован в журнале Cell.

Учёные провели полный сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и старых нематод. Было выявлено около тысячи различий, которые, тем не менее, в основном контролировались лишь тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.

Эти белки служат своеобразными "тумблерами", которые запускают передачу наследственной информации, активируя или дезактивируя отдельные гены. И алгоритм их работы у старых и молодых червей существенно отличался.

"Все негативные процессы, связанные со старением, удалось свести к трём транскрипционным факторам", – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).

Но как проверить, что же управляет самими транскрипционными факторами – накопление вредных мутаций или наследственная программа? Для этого исследователи подвергли червей нескольким видам вредного воздействия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.

Ничто, однако, на экспрессию трёх ключевых протеинов не повлияло. На основании полученных результатов учёные сделали вывод, что запуск механизмов старения обусловлен генетическими причинами. "В геноме червей предусмотрены соответствующие инструкции", — полагает доктор Ким.

Чтобы ещё раз проверить "наследственную" гипотезу, американцы нейтрализовали экспрессию двух факторов (ELT-5 и ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В результате подвергшиеся вмешательству особи прожили в полтора раза дольше, чем их обычные собратья.

По мнению доктора Кима, три выявленных его группой транскрипционных фактора не "запрограммированы" напрямую, но каким-то образом "становятся разбалансированными" с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).

Ведущий автор исследования называет процесс изменения работы генов "дрейфом развития" (developmental drift) и связывает его с размножением: "Транскрипционные факторы ELT-3, ELT-5 и ELT-6 могут играть важную роль в развитии молодой нематоды, но после выполнения своей функции они просто-напросто перестают работать как надо – как только репродуктивный возраст подошёл к концу".

Впрочем, по мнению доктора Кеннеди, на основании полученных данных нельзя однозначно исключить и влияние клеточного "мусора", и других (отличных от выявленных) генетических механизмов. Организм – штука сложная.

Есть и другие версии. В частности, мы уже писали о попытках найти "гены старения" у нематод. Тогда учёные пришли к выводу о том, что старение – генетическая программа, но проявляющая себя именно в накоплении клеточного мусора.

	Долгожители любят рассказывать, что им помогло продержаться столь длительный срок – апельсиновый сок, свежий воздух, молоко горного козла и так далее. Однако реальные данные свидетельствуют о том, что многие из людей старше 100 лет курили, употребляли алкоголь и вообще – мало в чём себе отказывали (фото с сайта adarshcha.blogspot.com).

С другой стороны, с выводами группы из Стэнфорда в какой-то степени согласуются данные, полученные в ходе другого эксперимента – на сей раз на людях. Его провела группа геронтологов из Тихоокеанского института исследований здоровья (Pacific Health Research Institute) во главе с Брэдли Уиллкоксом (Bradley Willcox). Отчёт об этой работе опубликован в журнале PNAS.

Гавайские учёные исследовали генетические комбинации 213 людей старше 95 лет и пришли к выводу, что определённая мутация одного из генов (его назвали FOXO3A) увеличивает шансы пережить вековой рубеж в два-три раза. "Если вы унаследовали эту комбинацию, то считайте, что сорвали джекпот", — поясняет доктор Уиллкокс.

Таким образом, гипотеза о наследственных основаниях старения вроде бы подтверждается. И это обнадеживает. В том смысле, что если можно выделить соответствующие гены, то и нейтрализовать их тоже будет возможно.

Профессор Ким, к примеру, настроен очень оптимистично. Он уверен, что "эликсир молодости" вполне можно синтезировать, если провести сравнительный анализ молекулярных комплексов старого и молодого человека – по аналогии с червяками нематодами.

Бессмертие

Бессмертие – заветное желание человечества. И с научной точки зрения оно не является априори несбыточным. Вопрос упирается в механизм старения: деградируют ли клетки сами по себе, накапливая "мусор", или это обусловлено генетически. В последнем случае "программа смерти" теоретически отключаема. Помогут ли черви нематоды нащупать "выключатель"?

Напомним, что все формы жизни сохраняют самовосстанавливающую среду на молекулярном уровне. Однако со временем она перестаёт поддерживаться, и происходит повреждение клеточных структур, называемое оксидативным стрессом.

Последние полвека учёные пытались понять, за счёт чего происходит "смена режима" и в организме повышается выработка активных форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.

Исследования метаболизма нематод показали, что при снижении уровня окисления срок жизни круглых червей-паразитов увеличивается. В некоторых экспериментах – почти в два раза по сравнению со "стандартом".

"Звёздами танцпола" области исследования "генов старения" являются нематоды Caenorhabditis elegans (фото с сайта basis.ncl.ac.uk).

А с помощью анализа ДНК удалось выяснить, что старению сопутствуют какие-то изменения на генетическом уровне. Например, у мышей был локализован ген p16INK4a, способный влиять на регенерацию, – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.

Проблема в том, что привязать нарушения метаболизма к каким-то конкретным механизмам, случайным или генетически обусловленным, достаточно проблематично. "В таких случаях очень сложно сказать, где причина, а где следствие", — поясняет биохимик Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).

Имеется в виду, что все вышеописанные негативные процессы на молекулярном уровне могут сопровождать старение, а не вызывать его.

В ходе ряда исследований уже удавалось установить, что изменения в экспрессии некоторых генов (то есть в их активности) могут повлиять на срок службы организма. Однако уверенности в том, что именно эти участки ДНК ответственны за "настоящее" старение, не было.

У всех животных репродуктивный возраст ограничен, а с ним – и жизненный цикл. Изменчивость необходима для успешного развития и реагирования на эволюционные вызовы. Будь сине-зелёные водоросли бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).

И вот теперь молекулярные биологи из Стэнфорда под руководством Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им впервые удалось добыть прямые свидетельства существования генетических "программ старения". Отчёт об этой работе опубликован в журнале Cell.

Учёные провели полный сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и старых нематод. Было выявлено около тысячи различий, которые, тем не менее, в основном контролировались лишь тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.

Эти белки служат своеобразными "тумблерами", которые запускают передачу наследственной информации, активируя или дезактивируя отдельные гены. И алгоритм их работы у старых и молодых червей существенно отличался.

"Все негативные процессы, связанные со старением, удалось свести к трём транскрипционным факторам", – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).

Но как проверить, что же управляет самими транскрипционными факторами – накопление вредных мутаций или наследственная программа? Для этого исследователи подвергли червей нескольким видам вредного воздействия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.

Ничто, однако, на экспрессию трёх ключевых протеинов не повлияло. На основании полученных результатов учёные сделали вывод, что запуск механизмов старения обусловлен генетическими причинами. "В геноме червей предусмотрены соответствующие инструкции", — полагает доктор Ким.

Чтобы ещё раз проверить "наследственную" гипотезу, американцы нейтрализовали экспрессию двух факторов (ELT-5 и ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В результате подвергшиеся вмешательству особи прожили в полтора раза дольше, чем их обычные собратья.

По мнению доктора Кима, три выявленных его группой транскрипционных фактора не "запрограммированы" напрямую, но каким-то образом "становятся разбалансированными" с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).

Ведущий автор исследования называет процесс изменения работы генов "дрейфом развития" (developmental drift) и связывает его с размножением: "Транскрипционные факторы ELT-3, ELT-5 и ELT-6 могут играть важную роль в развитии молодой нематоды, но после выполнения своей функции они просто-напросто перестают работать как надо – как только репродуктивный возраст подошёл к концу".

Впрочем, по мнению доктора Кеннеди, на основании полученных данных нельзя однозначно исключить и влияние клеточного "мусора", и других (отличных от выявленных) генетических механизмов. Организм – штука сложная.

Есть и другие версии. В частности, мы уже писали о попытках найти "гены старения" у нематод. Тогда учёные пришли к выводу о том, что старение – генетическая программа, но проявляющая себя именно в накоплении клеточного мусора.

	Долгожители любят рассказывать, что им помогло продержаться столь длительный срок – апельсиновый сок, свежий воздух, молоко горного козла и так далее. Однако реальные данные свидетельствуют о том, что многие из людей старше 100 лет курили, употребляли алкоголь и вообще – мало в чём себе отказывали (фото с сайта adarshcha.blogspot.com).

С другой стороны, с выводами группы из Стэнфорда в какой-то степени согласуются данные, полученные в ходе другого эксперимента – на сей раз на людях. Его провела группа геронтологов из Тихоокеанского института исследований здоровья (Pacific Health Research Institute) во главе с Брэдли Уиллкоксом (Bradley Willcox). Отчёт об этой работе опубликован в журнале PNAS.

Гавайские учёные исследовали генетические комбинации 213 людей старше 95 лет и пришли к выводу, что определённая мутация одного из генов (его назвали FOXO3A) увеличивает шансы пережить вековой рубеж в два-три раза. "Если вы унаследовали эту комбинацию, то считайте, что сорвали джекпот", — поясняет доктор Уиллкокс.

Таким образом, гипотеза о наследственных основаниях старения вроде бы подтверждается. И это обнадеживает. В том смысле, что если можно выделить соответствующие гены, то и нейтрализовать их тоже будет возможно.

Профессор Ким, к примеру, настроен очень оптимистично. Он уверен, что "эликсир молодости" вполне можно синтезировать, если провести сравнительный анализ молекулярных комплексов старого и молодого человека – по аналогии с червяками нематодами.

Удивительный объект

Объект, отснятый близ звезды, сходной с Солнцем, не вписывается в привычные теории формирования планет. Специалистам ещё предстоит разобраться с особенностями рождения этого странного мира, а широкая публика просто любуется снимками. Ещё бы – не каждый день можно увидеть планету другой звезды, пусть и открыты их сотни.

Звезда 1RXS J160929.1-210524 расположена примерно в 500 световых лет от нас. Она очень похожа на Солнце. Её "вес" равен 85% массы нашей родной звезды. Правда, это светило значительно моложе нашего – 210524 возникла порядка пяти миллионов лет назад.

Новая планета, по расчётам астрономов, обладает массой примерно в восемь масс Юпитера. И она не была бы такой уж уникальной, если б не два обстоятельства. Первое – она "вживую" запечатлена на снимках. А о втором скажем позже.

Авторы открытия — астрономы из университета Торонто (University of Toronto), работавшие в обсерватории Gemini на Гавайях, радуются необычайно.

"Впервые мы непосредственно увидели объект планетарной массы на орбите вокруг звезды, такой как Солнце, — заявил один из "счастливчиков" Дэвид Лафренье (David Lafrenière) в пресс-релизе обсерватории. — Если мы подтвердим, что этот объект действительно гравитационно привязан к звезде, это будет крупным шагом вперёд".

Звезда 1RXS J160929.1-210524 и её "кандидат в компаньоны" (в верхнем левом углу). Этот кадр составлен комбинацией снимков в нескольких диапазонах волн (фото Gemini Observatory).

Интригу, впрочем, принесло не яркое достижение наблюдательной астрономии как таковое, а выявленные параметры системы.

Оказалось, что гипотетическая планета отстоит от своего светила на расстояние в 330 астрономических единиц, или более чем на порядок больше, чем удалён Нептун от Солнца.

Это входит в противоречие с имеющимися представлениями о закономерностях в формировании планетарных систем и, по мнению астрономов, говорит о том, что у Природы имеется "в запасе" несколько механизмов для рождения объектов планетарной массы у нормальных звёзд, схожих с Солнцем.

Правда, для надёжного подтверждения того, что открытый мир действительно вращается вокруг 1RXS J160929.1-210524, а не случайно попал почти на один луч зрения, потребуется провести дополнительные наблюдения, которые займут пару лет.

Пока же учёные рассчитали параметры гипотетической планеты. Этот газовый гигант необычайно молод (и даже ещё не закончил своё сжатие), а температура на его поверхности очень высока — 1500 °C.

В этом смысле (а если точнее — по особенностям спектра) он больше похож на коричневый карлик, хотя не так массивен. (Подробности можно найти в статье авторов открытия, выложенной на сервере препринтов arXiv.org).

И пусть данная экстрасолнечная планета — не первая, попавшая "на плёнку", в некотором роде она всё же первенец: поскольку родительская звезда так близка по своим параметрам к нашему светилу. Первые же внеземные миры, запечатлённые на снимках, принадлежат не вполне полноценным звёздам. Вспомним об этих находках.

Слева: снимок коричневого карлика 2M1207 и его планеты составлен из трёх кадров, сделанных на разных частотах в инфракрасном диапазоне. Справа: GQ Волка и её планета, также отснятая в ИК-диапазоне (фотографии ESO).

Прежде всего, это планета 2M1207b, попавшая в кадр в апреле 2004-го, публично "объявленная" в сентябре того же года и окончательно "подтверждённая" уже в 2005-м.

А ещё — планета GQ Lupi b, сфотографированная в июне 2004 года и "обнародованная" в 2005-м, после надлежащей проверки. Интересно, что тогда астрономам удалось выявить ту же самую планету на старых снимках (1999-2002 годов), на которых она не была замечена ранее.

Основные параметры тех пар таковы.

2M1207 — это сравнительно молодой (5-10 миллионов лет) коричневый карлик (25 масс Юпитера), "живущий" на расстоянии в 172 световых года от нас.

Его компаньон — планета массой примерно от 3 до 10 масс Юпитера. Удаление её от своего солнца составляет порядка 40 астрономических единиц. Это молодая планета, не успевшая ещё остыть: её температура достигает 1000-1300 градусов Цельсия.

GQ Lupi (то есть GQ Волка) — это очень и очень молодая звезда (ей от роду менее 2 миллионов лет), которая обладает массой в 70% от массы Солнца. Расстояние до Земли — 400-500 световых лет.

Недавно открытый мир GQ Lupi b отделяет от его родного солнца 100 астрономических единиц.

Интересно, что эта планета может оказаться коричневым карликом, поскольку масса её пока точно не определена. Известны лишь пределы: 1-36 масс Юпитера. Напомним, граница между газовыми гигантами и коричневыми карликами проходит примерно по 13 массам Юпитера.

Температура на поверхности также высока — свыше 2300 °C.

Все три сфотографированных объекта интересны и своеобразны. Но особенно важно будет соединить знания, полученные о каждом из них.

Дело в том, что данные гигантские планеты, наряду с аналогичными мирами, обнаруженными косвенными методами, значительно расширяют представления астрономов о возможных комбинациях родительских звёзд и их планетных семейств.

Действительно, пёстрая картина: горячие Юпитеры, расположенные у самых звёзд, ближе, чем Меркурий к Солнцу, и, напротив, ледяные Суперземли, лежащие где-то на окраинах своих систем; молодые гигантские планеты, обитающие необычайно далеко от своих родительских звёзд, но при этом раскалённые не хуже миров "приближённых", и компаньоны звёзд, которые сами едва ли не претендуют на звание звезды; самостоятельные пары коричневых карликов и планетарные системы с несколькими мирами разного "достоинства"; коричневые карлики, спокойно обитающие в системе своей родной звезды по соседству с обычными планетами…

Что попадётся в объективы завтра?

Сушка победил Орла

Российские истребители Су-30МКИ лучше основного американского истребителя F-15С "Игл". Военно-воздушные силы стран, на вооружении которых находятся "сушки", имеют определенное преимущество и в перспективе могут представлять угрозу американскому господству в воздухе.

Как ни парадоксально, но такой безапелляционный вывод сделали не представители российского Минобороны, а их главные конкуренты - американцы. А признали они факт превосходства после индийско-американских военно-воздушных учений Red Flag ("Красный флаг"), которые прошли в августе в США. В них сошлись российский истребитель корпорации "Иркут" Су-30МКИ (глубокая модернизация Су-27) индийских ВВС и американские асы на F-15C "Игл" (Орел) фирмы McDonnell Douglas.

Су-30 считается самым современным и совершенным серийным российским истребителем, и потому его с большим интересом приглашают к участию в учениях авиации разных стран. Индийские пилоты уже встречались с американскими F-15 и F-16. Сражались с французскими "Миражами" и британскими "Тайфунами". Не стали исключением и самые престижные учения "Красный флаг", которые военные эксперты считают наиболее реалистичными "военными играми" тактической боевой авиации в мире.

Американцы проводят их с 1975 года под влиянием опыта вьетнамской войны. Считается, что основные потери авиация несет на первых 10 боевых вылетах, когда пилот из-за отсутствия опыта и сложной тактической обстановки может быть легко сбит. В результате и родилась идея предоставить летчикам Американский возможность совершить первые "боевые" вылеты в безопасных, но максимально приближенных к боевым условиях. Через это горнило "игрушечной войны" прошли пилоты практически всех стран союзников США. Индийцев пересечь Атлантику пригласили впервые.

Учения проводятся на территории базы и полигона Неллис (Nellis) в штате Невада рядом с городом развлечений Лас-Вегасом. На огромной площади 110 на 190 км размещены более 50 "целей": железнодорожная линия с поездами, промышленные объекты, здания, мосты, машины и бронетранспортеры. Отдельно стоят радиолокационные станции, работающие на боевых частотах, пусковые установки зенитных ракет и зенитная артиллерия.

По сценарию Су-30МКИ противодействовали в контактном воздушном бою, наносили удары по целям на земле и поучаствовали в учебном дальнем воздушном бою, имитируя пуски ракет. И, несмотря на то что работали "вполсилы" (командование ВВС Индии не разрешало своим летчикам полностью задействовать аппаратуру самолетов, чтобы не раскрывать ее истинных возможностей), неизменно выходили победителями. ВВС Индии уже поставлено более 100 самолетов и технологических комплектов Су-30МКИ для их самостоятельной сборки индийской корпорацией ХАЛ.

Су-30МКИ - это сверхманевренность

По словам начальника Липецкого центра повышения летной квалификации пилотов ВВС России (это такая же школа, как и "Топ Ганн" из одноименного американского фильма с Томом Крузом в роли американского пилота) Александра Харчевского, Су-З0МКИ специально создан по заказу ВВС Индии корпорацией "Иркут". По своим боевым возможностям и летным характеристикам этот самолет не только значительно превзошел Су-27 (на базе которого создавался), но и признается одним из лучших многоцелевых истребителей в мире. Он стал первым серийным самолетом, обладающим сверхманевренностью за счет высокоэффективной интегральной аэродинамической схемы, системы управления вектором тяги двигателей АЛ-31ФП и управляемого переднего горизонтального оперения.

Машина набирает скорость по восходящей траектории быстрее F-15. Последнему надо постоянно делать своеобразную "ступеньку" - пролетать в какой-то момент по прямой. А двигатель с поворотным вектором тяги позволяет машине еще и выполнять маневры, недоступные американцам. Например, резко тормозить всем фюзеляжем, встав на хвост, и пролетать так на минимальной скорости, крутиться, словно лист на ветру, буквально на одном месте. Все это, как говорят специалисты, дает реальное преимущество в ближнем - контактном бою. А для дальнего боя, где, как считается, американцы сильнее, на "сушке" стоит новейшая радиолокационная станция "Барс Мк 3", позволяющая пилоту не только применять оружие в маневренном полете на большой дальности, но и одновременно атаковать одну воздушную и одну наземную цели. Успешный опыт эксплуатации этих машин в Индии повлиял на решение руководства Малайзии и Алжира купить аналогичные истребители.

Сушка против Орла

Российские истребители Су-30МКИ лучше основного американского истребителя F-15С "Игл". Военно-воздушные силы стран, на вооружении которых находятся "сушки", имеют определенное преимущество и в перспективе могут представлять угрозу американскому господству в воздухе.

Как ни парадоксально, но такой безапелляционный вывод сделали не представители российского Минобороны, а их главные конкуренты - американцы. А признали они факт превосходства после индийско-американских военно-воздушных учений Red Flag ("Красный флаг"), которые прошли в августе в США. В них сошлись российский истребитель корпорации "Иркут" Су-30МКИ (глубокая модернизация Су-27) индийских ВВС и американские асы на F-15C "Игл" (Орел) фирмы McDonnell Douglas.

Су-30 считается самым современным и совершенным серийным российским истребителем, и потому его с большим интересом приглашают к участию в учениях авиации разных стран. Индийские пилоты уже встречались с американскими F-15 и F-16. Сражались с французскими "Миражами" и британскими "Тайфунами". Не стали исключением и самые престижные учения "Красный флаг", которые военные эксперты считают наиболее реалистичными "военными играми" тактической боевой авиации в мире.

Американцы проводят их с 1975 года под влиянием опыта вьетнамской войны. Считается, что основные потери авиация несет на первых 10 боевых вылетах, когда пилот из-за отсутствия опыта и сложной тактической обстановки может быть легко сбит. В результате и родилась идея предоставить летчикам Американский возможность совершить первые "боевые" вылеты в безопасных, но максимально приближенных к боевым условиях. Через это горнило "игрушечной войны" прошли пилоты практически всех стран союзников США. Индийцев пересечь Атлантику пригласили впервые.

Учения проводятся на территории базы и полигона Неллис (Nellis) в штате Невада рядом с городом развлечений Лас-Вегасом. На огромной площади 110 на 190 км размещены более 50 "целей": железнодорожная линия с поездами, промышленные объекты, здания, мосты, машины и бронетранспортеры. Отдельно стоят радиолокационные станции, работающие на боевых частотах, пусковые установки зенитных ракет и зенитная артиллерия.

По сценарию Су-30МКИ противодействовали в контактном воздушном бою, наносили удары по целям на земле и поучаствовали в учебном дальнем воздушном бою, имитируя пуски ракет. И, несмотря на то что работали "вполсилы" (командование ВВС Индии не разрешало своим летчикам полностью задействовать аппаратуру самолетов, чтобы не раскрывать ее истинных возможностей), неизменно выходили победителями. ВВС Индии уже поставлено более 100 самолетов и технологических комплектов Су-30МКИ для их самостоятельной сборки индийской корпорацией ХАЛ.

Су-30МКИ - это сверхманевренность

По словам начальника Липецкого центра повышения летной квалификации пилотов ВВС России (это такая же школа, как и "Топ Ганн" из одноименного американского фильма с Томом Крузом в роли американского пилота) Александра Харчевского, Су-З0МКИ специально создан по заказу ВВС Индии корпорацией "Иркут". По своим боевым возможностям и летным характеристикам этот самолет не только значительно превзошел Су-27 (на базе которого создавался), но и признается одним из лучших многоцелевых истребителей в мире. Он стал первым серийным самолетом, обладающим сверхманевренностью за счет высокоэффективной интегральной аэродинамической схемы, системы управления вектором тяги двигателей АЛ-31ФП и управляемого переднего горизонтального оперения.

Машина набирает скорость по восходящей траектории быстрее F-15. Последнему надо постоянно делать своеобразную "ступеньку" - пролетать в какой-то момент по прямой. А двигатель с поворотным вектором тяги позволяет машине еще и выполнять маневры, недоступные американцам. Например, резко тормозить всем фюзеляжем, встав на хвост, и пролетать так на минимальной скорости, крутиться, словно лист на ветру, буквально на одном месте. Все это, как говорят специалисты, дает реальное преимущество в ближнем - контактном бою. А для дальнего боя, где, как считается, американцы сильнее, на "сушке" стоит новейшая радиолокационная станция "Барс Мк 3", позволяющая пилоту не только применять оружие в маневренном полете на большой дальности, но и одновременно атаковать одну воздушную и одну наземную цели. Успешный опыт эксплуатации этих машин в Индии повлиял на решение руководства Малайзии и Алжира купить аналогичные истребители.

Эмо-роботы

Nexi, она хорошая. У неё столь живое лицо, что начинаешь общаться на равных. И её совсем не хочется расстраивать. Заботиться и ухаживать – вот что хочется. А ещё возникает непреодолимое желание пройтись по всему репертуару доступной мимики. Что и говорить, задумана девочка-робот с прицелом на будущее. Роботизированное. В общем, они уже идут за вами!

Будущее, заметим, оно уже не то, что раньше. Мир роботов Азимова, с подкупающей реалистичностью экранизированный Голливудом всего лишь несколько лет назад, сегодня не кажется чем-то заоблачно фантастическим. Хотя бы в силу того, что подумать об этом и представить во всей красе многим уже удалось.

Но и технический прогресс старается не отставать. Учёные взялись за дело всерьёз, и затянувшаяся пьеса "В ожидании искусственного интеллекта" не означает, что он совсем не придёт. Наоборот, перспективы кажутся настолько осязаемыми, что возникла необходимость придать, как говорится, нашим будущим соплеменникам человеческое лицо.

Принципиальная схема развития "эмоциональной" робототехники для большинства проектов выглядит примерно так. Однако, как заявляют массачусетские учёные, до сих пор обучающиеся и коммуникативные системы не были адекватно реализованы "в металле" – лишь на компьютерных тренажёрах (иллюстрация Coradeschi et al./MEMBRANA).

Впрочем, антропоморфные машины нужны исключительно для служения человеку. Охранять границы человекоподобными роботами – не совсем разумно. Для этого вполне подойдут и бесплотные сущности. Обычная колючка и датчики движения – уже неплохо.

А вот "приручить" думающих роботов, помочь людям пообвыкнуть в общении с ними – совсем другая история. В конце концов, лучший интеллект на сегодняшний день – человеческий. И большинство AI-проектов (и прожектов) представляют собой некое его подобие. Логично и вполне естественно сделать соответствующую внешнюю оболочку.

Именно для этих целей группа разработчиков из Массачусетского технологического института (MIT) и придумала Некси (Nexi), робота с детским лицом и недетским набором эмоций.

По официальной версии, это – "платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человек-робот и робот-робот". Если перевести на простой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить ещё и между собой общаться.

Каким образом? По аналогии с человеком – используя подражательное поведение, то есть имитируя манеру общения и эмоции Homo sapiens.

Для этого команда из MIT задумала создать группу из четырёх андроидов – мобильных, умеренно сообразительных и имеющих человекоподобные системы коммуникации. Новый "революционный" класс самодвижущихся и общительных роботов получил название MDS (Mobile/Dexterous/Social – мобильные/сообразительные/общительные).

Сходство с человеком может упростить и ускорить обучение людей общению с техникой – сплошь роботизированной по нынешним временам. Бабушки в возрасте могут и не звать внуков, если у них есть такая внучка (иллюстрация MIT).

Некси – первенец американских учёных. И она уже способна на многое. Например, на простейшие типы ответной реакции при общении с человеком. То ли ещё будет!

Способность к самообучению – в духе Терминатора – ставится в проекте MDS во главу угла. Робот должен не просто демонстрировать человекоподобные ужимки, но и угадывать или, вернее, планировать свою реакцию на тот или иной раздражитель. И вести себя соответственно.

В случае с Некси в качестве принципиальной основы для репликации были взяты дети. Их внутренний мир достаточно хорошо изучен, более примитивен с точки зрения формирования ответной реакции (в сравнении с "продуманными" взрослыми). И при этом непосредственен.

Эмоциональная сфера ребёнка формируется в первую очередь через подражательное поведение. А образцом для подражания выступает взрослый. Человек разумный.

У нексиного лица – 15 степеней свободы (иллюстрация MIT).

Конкретные результаты такого подхода – очень правдоподобное копирование лицевой мимики и реакции на те или иные раздражители.

С технической точки зрения система мимикрии реализована не то чтобы уж очень навороченно, но достаточно замысловато.

Механизм поворота девичьей шеи имеет четыре степени свободы, а сама голова движется "с человеческой скоростью", то есть максимально правдоподобно в динамике. Благодаря этому робот умеет кивать, качать головой или смотреть по сторонам.

Лицо Некси способно выражать основные эмоции: она может пристально смотреть на вас, может удивлённо вскидывать брови, кокетливо хлопать ресницами или прищуривать веки, а также привлекает к экспрессии подбородок.

Эмоции – врождённый механизм, но внешние проявления эмоций не всегда являются врождёнными – некоторые приобретаются в результате обучения и воспитания (например, интенсивная жестикуляция у южных народов). Этому и собираются научить девочку-робота (иллюстрация MIT).

А вот и самое интересное – системы коммуникации. Глаза девочки-робота скрывают две камеры на светочувствительных фотодиодах (CCD), а в качестве "третьего глаза" установлена активная инфракрасная камера (active 3D IR camera), которая позволяет получать трёхмерные снимки окружающих предметов.

С учётом того, что современная техника фиксирует многие невидимые человеческим взглядом проявления эмоций (внешние приметы которых, в свою очередь, заботливо описаны физиологами), у Некси есть все шансы стать более проницательной, чем иные люди. По крайней мере, просчитывать свою реакцию заранее – точно.

Кстати говоря, органы чувств визуальной составляющей не ограничиваются: на голове установлены четыре микрофона – для "эхолокации" собеседника и – в будущем – для распознавания речи. А вот устройство для её синтезирования уже имеется. Есть и специальные тактильные сенсоры по всему телу. Пардон, корпусу.

Действительно, Некси – это не только ценная мимика, но способность активно проявлять себя в пространстве. В первую очередь – передвигаться, огибая препятствия.

"Тело" робота реализовано на платформе мобильного манипулятора uBot-5 работы мастеров из соседнего университета в Амхерсте (UMASS Amherst). А uBot-5, в свою очередь, построен на шасси Segway. По словам разработчиков, такая конструкция позволяет уверенно передвигаться в закрытых помещениях.

У Некси есть не только "ноги", но и две полномасштабные автоматизированные руки – с хватательным механизмом, близким по своим характеристикам человеческой кисти, и вращающимся плечевым суставом, обеспечивающим "невиданную свободу движения".

Усилиями обеих рук Некси может поднять около 4,5 килограмма. Длина их обусловлена не только индивидуальными потребностями робота, но и возможностью использования их в коммуникативных экспериментах – например, когда роботов MDS просят совместными усилиями поднять что-нибудь тяжёлое и перенести на другое место. На двух фото справа – платформа uBot-5 в своём первозданном виде (фото MIT, flickr.com/sbisson).

У предплечья и кистей – по пять степеней свободы. На каждой ладони по четыре пальца, один из которых указательный, а один – большой, противопоставленный трём остальным по аналогии с человеком разумным.

Девочка может аккуратно что-то брать и вертеть в руках – пальцы у неё гибкие. Теоретически роботы MDS должны научиться подключать жестикуляцию к лицевой экспрессии.

Источник энергии – либо литиево-ионные батареи (для автономного передвижения), либо электричество из розетки (для статичных мизансцен).

Специальная система датчиков обеспечивает устойчивость и координацию движений, а ориентирование на местности и объезд препятствий возможны благодаря встроенному комнатному лазеру. Соответствующая программная оболочка реализована на базе Linux.

Пальцы робота состоят из трёх фаланг – как у человека (фото MIT).

Вот вкратце основные ТТХ эмо-робота. Пора задуматься о перспективах и осуществимости замыслов.

Появления персональных роботов, призванных облегчить жизнь человеку, а где-то и разнообразить (или даже одушевить) её, в настоящий момент с энтузиазмом ждут в системе здравоохранения, ухода за пожилыми людьми (на Западе это целая индустрия) и в образовательной сфере.

Хотя достижения в развитии самообучающихся роботов значительны, полностью реализовать эту концепцию без привлечения искусственного интеллекта вряд ли получится.

Но к тому моменту, когда это произойдёт, надеются массачусетские учёные, всё уже будет готово к тому, чтобы упаковать интеллект в соответствующую оболочку. Это как современная электронная начинка у самолётов: без неё они на поле боя малопригодны, но и на кукурузник продвинутые "мозги" ставить бессмысленно.

Пока не понят сам человек, о возможности репликации его эмоциональной сферы говорить рано. По крайней мере, путём создания соответствующих алгоритмов. Более того, способность реагировать самым неожиданным образом – не побочный продукт, а фундаментальная характеристика человеческой психики, связанная с адаптацией (фото с сайта industryweek.com).

Немного смущает лишь то, что строгой теории эмоций не существует. Не говоря уже о том, что наука не знает, что такое "интеллект" – это, по большому счёту, условное понятие. Впрочем, многие ответные реакции можно алгоритмизировать и ручками, без AI.

Но вот какая штука: человек действует только тогда, когда его действия имеют смысл. Причём речь не о каком-то идеалистическом "смысле жизни", а о вполне конкретных унаследованных биохимических комплексах, сигнализаторами которых и являются эмоции.

Не совсем понятно, чем себя будут стимулировать роботы. Может, изощрёнными формами нулей и единичек, а может, и ещё чем. Но есть шанс, что их эмоции будут проявляться в совершенно неподходящих для этого ситуациях. Тогда весь проект – насмарку.

Ещё среди возможных рисков, наверное, стоит упомянуть подвижность чувственной сферы, которая необходима для гибкости и адаптации. Что из этого следует? Эмоции нужно воспитывать. И для девочки Некси – по аналогии со вполне реальными детьми – это очень актуально. К чему приведёт подражание множественным "родителям" – большой вопрос.

Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT)."> Помимо "эмо-проекта" планируется создать симулятор виртуальной реальности для роботов MDS – в нём будут проводиться групповые "психологические" тренинги. К основному симулятору будет прилагаться дополнительный – для создания атмосферы и реализации "жёстких сценариев". Неудивительно: он разрабатывается на базе движка Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT).

А в нынешнем виде антропоморфность машины может сыграть злую шутку: у человека возникнет иллюзия, что робот понимает больше, чем он может на самом деле.

Но есть, есть и плюсы, конечно. Помимо собственно крутизны Некси можно упомянуть симпатичность концепции искусственного лица. Женщины-андроиды, о которых мы писали и не раз и которые стремятся к полному "образу и подобию", оставляют после себя лёгкое чувство ужаса. От вроде бы человеческого лица как-то не по себе.

Да и сама идея о подражании очень хороша. В конце концов, специалисты MIT подчёркивают, что разработка "заточена" под эмпирическую модель. С помощью Некси и её будущих братьев и сестёр они хотят понять, что люди ожидают от роботов и в какой степени они это получат.

Иначе чем посредством опыта это сделать действительно невозможно.